WO2006072341A1 - Method and system for operating a motor vehicle - Google Patents

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WO2006072341A1
WO2006072341A1 PCT/EP2005/013206 EP2005013206W WO2006072341A1 WO 2006072341 A1 WO2006072341 A1 WO 2006072341A1 EP 2005013206 W EP2005013206 W EP 2005013206W WO 2006072341 A1 WO2006072341 A1 WO 2006072341A1
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WO
WIPO (PCT)
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vehicle
repulsive force
depending
potential well
destination
Prior art date
Application number
PCT/EP2005/013206
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German (de)
French (fr)
Inventor
Ottmar Gehring
Frédéric HOLZMANN
Sascha Paasche
Andreas Schwarzhaupt
Gernot Spiegelberg
Armin Sulzmann
Original Assignee
Daimlerchrysler Ag
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Daimlerchrysler Ag filed Critical Daimlerchrysler Ag
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D1/00Steering controls, i.e. means for initiating a change of direction of the vehicle
    • B62D1/24Steering controls, i.e. means for initiating a change of direction of the vehicle not vehicle-mounted
    • B62D1/28Steering controls, i.e. means for initiating a change of direction of the vehicle not vehicle-mounted non-mechanical, e.g. following a line or other known markers
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W30/00Purposes of road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub-unit, e.g. of systems using conjoint control of vehicle sub-units, or advanced driver assistance systems for ensuring comfort, stability and safety or drive control systems for propelling or retarding the vehicle
    • B60W30/10Path keeping
    • B60W30/12Lane keeping
    • GPHYSICS
    • G08SIGNALLING
    • G08GTRAFFIC CONTROL SYSTEMS
    • G08G1/00Traffic control systems for road vehicles
    • G08G1/16Anti-collision systems
    • G08G1/166Anti-collision systems for active traffic, e.g. moving vehicles, pedestrians, bikes
    • GPHYSICS
    • G08SIGNALLING
    • G08GTRAFFIC CONTROL SYSTEMS
    • G08G1/00Traffic control systems for road vehicles
    • G08G1/16Anti-collision systems
    • G08G1/167Driving aids for lane monitoring, lane changing, e.g. blind spot detection
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2554/00Input parameters relating to objects
    • B60W2554/20Static objects
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
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    • B60W2554/40Dynamic objects, e.g. animals, windblown objects
    • B60W2554/402Type
    • B60W2554/4029Pedestrians
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
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    • B60W30/00Purposes of road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub-unit, e.g. of systems using conjoint control of vehicle sub-units, or advanced driver assistance systems for ensuring comfort, stability and safety or drive control systems for propelling or retarding the vehicle
    • B60W30/08Active safety systems predicting or avoiding probable or impending collision or attempting to minimise its consequences
    • B60W30/09Taking automatic action to avoid collision, e.g. braking and steering

Definitions

  • the invention relates to a method and a system for operating a motor vehicle according to the preambles of the independent claims.
  • the invention is based on the object, a method and a system for operating a motor vehicle, which can be intervened, if necessary, in the driving of the vehicle to develop further.
  • the object is achieved by the features of the independent claims.
  • a regulating acceleration is determined which is dependent on a repulsive force between the vehicle and the object. This makes it possible to control both a course monitoring of the vehicle and evasive maneuvers. Under observation relevant is an object to understand, with a touch or collision should be avoided. This may be an obstacle such as a pedestrian or a vehicle or even a lane marker.
  • the system according to the invention, with which the method can be carried out, can be advantageously connected to a road detection system and / or to an obstacle detection system.
  • the acceleration is preferably changed by addition of forces required for vehicle movement. It can be conveniently defined two types of forces, namely a force for course monitoring and a force for evasive maneuvers. A calculation of the acceleration and / or the forces can be done quickly, so that a sufficiently high dynamics is possible.
  • an attractive force is modeled between the vehicle and at least one destination that apparently accelerates the vehicle to the destination. This can be seen in the model by the vehicle moving towards the destination.
  • Reliable compliance with safety standards is possible if a minimum safety distance is defined for a dynamic object moving in one direction of movement.
  • objects There are two types of objects, namely dynamic objects and static objects.
  • dynamic objects pedestrians and other vehicles are classified. Your positions are recorded.
  • It is expedient to detect the dynamic objects by means of camera and / or radar and / or lidar sensors.
  • Static objects are advantageously detected by means of a camera, which may also be GPS-supported.
  • the objects are expediently made available to the method or the system in the form of a listing, so that, in principle, other respectively suitable methods are also possible for recording. If various functions require such data, of which only a few are detected, then those functions may be disabled for which no data is available. Instead of a listing of the detected or discovered objects, a map with the properties of the acquired, observation-relevant objects can also be displayed.
  • Static objects are considered to be objects which define a route, such as marking lines, marking devices, traffic signs and the like. Particularly preferred properties are width and position relative to the vehicle. Optionally, further properties such as the number of lanes, their arrangement and a curve can be advantageous.
  • Pedestrians are assigned a circular safety zone with appropriate safety distance.
  • vehicles have a more complex safety zone in the form of a rectangle. Regardless of what happens, a safety margin is always defined.
  • the safety distance can be optimized by adjusting the safety distance of dynamic objects as required by the situation. In parallel vehicles, a lateral safety distance can be minimized. This allows vehicles to overtake. If the speed of a preceding vehicle is known, the safety distance can be set as a function of the speed. Otherwise, a minimum distance can be specified. If a lateral or frontal impact threatens, the safety distances can be chosen to be larger depending on the situation.
  • the safety distance may be adjusted depending on an angle between the vehicle and the direction of movement of the object. If the angle between the vehicles is known or defined, a correction factor for the repulsive force between the own vehicle and the detected vehicle forming the object can be set, preferably angle-dependent. Is an orientation of the detected vehicle As is known, an overtaking page, for example on the left, can be forced.
  • an attraction for course monitoring can be determined. This is advantageous if only has to be warned that the own vehicle could get off the road.
  • the roadway may be modeled as a potential well in which the vehicle is moving, with a repulsive force on the vehicle progressively increasing as it approaches a lane edge. The edges of the road can be judged as obstacles to avoid.
  • the potential well on the overtaking side is preferably canceled.
  • the vehicle is then moved through the other side of the route and not obstructed by the edge of the route.
  • vibrations caused by the repulsive force of the potential well are compensated by a regulator connected downstream.
  • vibrations caused by the repulsive force of the potential well can be eliminated by placing a travel target in the center of a lane that attracts the vehicle and prevents it from shifting back to the edge of the potential well.
  • the system according to the invention provides that, depending on the respective object and on the distance between the vehicle and the object, a regulating acceleration which is dependent on a repulsive force can be determined.
  • the acceleration may lead to an increase in speed or to a decrease in speed.
  • the system has an optional automatic or semi-automatic operator input. direction. In semi-automatic operation, this acts as an assistance system in which the driver has overall control of the vehicle. The system does not change the driver requirements unless there is a risk. As soon as there is a danger, a warning can first be issued and then intervened in order, for example, to initiate emergency braking.
  • the system takes control of the vehicle.
  • Fig. 3 a, b, c a vehicle and registered objects with a circular safety zone (a), with a more complex safety zone during parallel movement (b) and when there is a risk of collision ( ⁇ ),
  • FIG. 1 shows a representation of a route of a track 14 with a vehicle 10 located therein and a dynamic, observation-relevant object 12.
  • the vehicle 10 moves in a direction 11 while the object 12 moves transversely thereto in a direction 13.
  • the Obj ect 12 could be a pedestrian crossing the road 14 or another vehicle which enters the roadway fourteenth
  • the position of obj ect 12 is detected by suitable, not shown detection means, such as video camera, radar and / or lidar sensors in the vehicle 10.
  • the type of object 12 is also detected and evaluated, whether it is a dynamic or static object and a vehicle or a pedestrian.
  • FIG. 2 illustrates a scheme of a preferred system with which the method according to the invention can be carried out.
  • the system can be used semi-automatically as an assistant as well as fully automatically for the overall management of the vehicle.
  • the mode 30 is operated for manual operation, which includes Modii 31 (disable) and 32 (emergency brake) Overall control of his vehicle not the driver requirements, if there is no danger.
  • the system first has the option of an audible and / or visual and / or haptic warning and can then intervene to initiate emergency braking (mode 32). If the vehicle is on a road and comes excessively dangerously close to the lane, the driver is warned and the steering wheel is then blocked in one direction, so that the vehicle can not get off the road and then steered towards the lane means.
  • the driver When the system is fully automatic according to mode 40 (enable w ), the driver is no longer in control of his vehicle. He can only enter the destination to be approached, and the system takes over the task in his place.
  • the destination may be defined, for example, by information provided by a telematics system or in any other suitable manner. There are two different options.
  • the mode is 41 ("off road”) .
  • the system must control the avoidance of obstacles, ie detected objects, preferably in such a way that the vehicle is moved as little as possible, on the one hand for reasons of stability and on the other hand to prevent one from departing from an existing route that is undefined.
  • the control is somewhat more complicated to keep the vehicle in the middle of the road or the middle of the lane, as is the case with module 43 ("lane following”).
  • the system can either only use the lateral control for course monitoring. or take care of avoiding obstacles.
  • the first mode 43 is a comfort system in which the driver still has to brake himself in case of problems.
  • the system also controls the longitudinal dynamics of the vehicle and brakes when needed (mode 45, "way keeping”). If there is not enough space to brake and the lane can be changed, the system automatically switches to one Emergency mode 46 ("way changing”) and changes the lane to have more space available.
  • a repulsive force F 1 is defined as a function of the respective detected object and in particular of the distance d to the own vehicle, the index i being an object in each case:
  • F A - I ⁇ , d n that is, F equals the minimum of A / d n or B, where A, B (allowable maximum) and n represent functions that depend on the nature of the object and its properties. The closer an object is to the vehicle, the higher the force F ⁇ (d) is to brake the vehicle and distract it from its course.
  • an attraction force defined by the travel destination to which the vehicle is moving may be determined. •
  • a power for course monitoring can be defined.
  • a fictitious target is calculated for each such calculation, giving a direction parallel to the route and a distance at which the vehicle is traveling it is just the forces that can be compensated for by contact with the road.
  • FIGS. 3a-3c There is a fundamental difference between such dynamic objects that represent pedestrians and vehicles that represent vehicles. This is outlined in FIGS. 3a-3c.
  • a repulsive force 21 is symbolized by an arrow on the vehicle 10.
  • a pedestrian must have a circular safety zone with a safety distance of 20 around.
  • a favorable safety distance is at least 1 m (FIG. 3a).
  • the vehicle 10 moves away from the object 12 in order to avoid object contact, which is indicated by a dashed line.
  • the Si safety zone with a safety margin of 20 for vehicles more complex.
  • the security zone is rectangular ( Figures 3b, 3c). If the own vehicle 10 and the vehicle-trained object 12 move in parallel, the required lateral safety distance 20 is minimal. As a result, vehicle 10 and object 12 can overtake each other (FIG.
  • the distance to a preceding vehicle 12 formed as a vehicle and the own vehicle 10 depends on the speed of the object 12, if this is known, otherwise a fixed value, preferably a few meters, in particular 5 m can be set. Thus legally prescribed safety distances can be safely adhered to. However, if a lateral or frontal impact is possible in the vehicles 10, 12 ( Figure 3c), the safety distances 20 must be larger and preferably at least 3 m. A repulsive force correction factor may be defined which depends on an angle between the vehicles 10, 12, if such an angle is defined.
  • local potential minima may occur when an object 12 is located entirely between the vehicle 10 and the destination 26.
  • an overtaking page can be forced. The page is chosen so that the designed as a vehicle object 12 is overtaken left.
  • the system can be modified for use in the Anglo-Saxon area so that object 12 can be overtaken on the right.
  • edges of the roadway 14 can be regarded as obstacles forming objects 14a, 14b, which are to be avoided. These objects 14a, 14b accordingly move the vehicle 10 back onto the roadway 14 in the direction of the center of the roadway.
  • the vehicle 10 is to be adjusted to the center of the road, it is expedient to view the roadway 14 as a potential well 18, as is outlined in FIGS. 5a, 5b.
  • the static objects 14a, 14b designed as roadway edges are represented as flanks 17, 18 of the potential well; the width 15 of the roadway 14 corresponds to the width 15 of the potential well. In the middle of the potential well 16, the force is zero. By a progressive increase of the repulsive force of the flanks 17, 18 when approaching the vehicle 10 is slowly pushed inwards to the potential minimum.
  • the potential well 16 on the corresponding side is canceled.
  • the vehicle 10 is then displaced by the other side of the route, that is about an opposite roadside on the side of the oncoming traffic and not obstructed by the edge 14 a or 14 b.
  • a favorable radius for a Ausscheren and a shearing of the vehicle 10 is specified.
  • a caused by the potential well 16 vibration effect of the vehicle 10 from one edge 17, 18 of the potential well 16 to the other can be prevented by a subsequently arranged controller, which compensates the vibrations allows.
  • An alternative approach is to use an artificial ride target in the middle of the lane 14c forming the lane 14c, which will attract the vehicle 10 and prevent it from shifting back to the lane edge.

Abstract

The invention relates to a method for operating a vehicle (10) comprising recognition means which are used to recognise objects (12, 12a... 12e) in the surrounding area of a vehicle (10) and which can be implemented, as required, in the driving operation of the vehicle (10). Regular acceleration (?) is determined according to respective objects (12, 12a... 12e, 14a, 14b) and from the distance between the vehicle (10) and the object (12, 12a... 12e, 14a, 14b), said acceleration being dependent on a repulsion force between the vehicle (10) and the object (12, 12a...12e, 14a, 14b). The invention also relates to a system for operating a vehicle (10).

Description

Verfahren und System zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs Method and system for operating a motor vehicle
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und ein System zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs nach den Oberbegriffen der unabhängigen Ansprüche .The invention relates to a method and a system for operating a motor vehicle according to the preambles of the independent claims.
Heutige Kraftfahrzeuge beinhalten Komfortsysteme, die wie das so genannte „Adaptive Cruise Control"-System (ADC) eine Steuerung der Sicherheitsabstände erlauben. Außerdem sind derzeit auch Sicherheitssysteme zur Straßenerkennung und dergleichen in Entwicklung. Derartige Systeme beruhen auf Sensoren, mit denen die beobachtungsrelevanten Obj ekte, wie etwa Fahrzeuge und/oder Straßenmarkierungen, der Fahrzeugumgebung identifiziert werden.Today's motor vehicles include comfort systems that allow control of safety margins, such as the so-called "Adaptive Cruise Control (ADC) system." Road safety systems and the like are also currently in development. "Such systems are based on sensors with which the obj ect relevant to observation , such as vehicles and / or road markings, are identified to the vehicle environment.
Aus der US-A-5 , 485 , 892 ist ein automatisches Fahrsteuerungs- system bekannt, das einen Fahrweg automatisch erkennt und das Fahrzeug sicher auf dem Fahrweg führt . Eine Mehrzahl von Steuerungsprogrammen wird abhängig von der j eweiligen Fahrsituation ausgewählt , um das Fahrzeug situationsangepasst zu führen.From US-A-5, 485, 892 an automatic Fahrsteuerungs- system is known, which automatically detects a guideway and safely leads the vehicle on the guideway. A plurality of control programs are selected depending on the current driving situation in order to guide the vehicle to the situation.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und ein System zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs , bei dem bedarfsweise in den Fahrbetrieb des Fahrzeugs eingegriffen werden kann, weiter zu entwickeln. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst .The invention is based on the object, a method and a system for operating a motor vehicle, which can be intervened, if necessary, in the driving of the vehicle to develop further. The object is achieved by the features of the independent claims.
Erfindungsgemäß wird abhängig vom jeweiligen beobachtungsrelevanten Objekt und von der Entfernung zwischen Fahrzeug und Obj ekt eine regulierende Beschleunigung bestimmt , die von einer Abstoßungskraft abhängig zwischen Fahrzeug und Objekt ist . Damit ist es möglich, sowohl eine Kursüberwachung des Fahrzeugs als auch Ausweichmanöver zu steuern. Unter beobachtungsrelevant ist ein Objekt zu verstehen, mit dem eine Berührung bzw. Kollision vermieden werden soll . Dies kann ein Hindernis wie etwa ein Fußgänger oder ein Fahrzeug sein oder auch eine Fahrbahnmarkierung. Das erfindungsgemäße System, mit dem das Verfahren durchgeführt werden kann, kann vorteilhaft an ein Straßenerkennungssystem und/oder an ein Hinderniserkennungssystem angeschlossen sein. Die Beschleunigung wird vorzugsweise durch Addition von zur Fahrzeugbewegung erforderlichen Kräften verändert . Es können zweckmäßigerweise zwei Arten von Kräften definiert werden, nämlich eine Kraft zur Kursüberwachung und eine Kraft für Ausweichmanöver . Eine Berechnung der Beschleunigung und/oder der Kräfte kann schnell erfolgen, so dass eine ausreichend hohe Dynamik möglich ist .According to the invention, depending on the respective observation-relevant object and on the distance between the vehicle and the object, a regulating acceleration is determined which is dependent on a repulsive force between the vehicle and the object. This makes it possible to control both a course monitoring of the vehicle and evasive maneuvers. Under observation relevant is an object to understand, with a touch or collision should be avoided. This may be an obstacle such as a pedestrian or a vehicle or even a lane marker. The system according to the invention, with which the method can be carried out, can be advantageously connected to a road detection system and / or to an obstacle detection system. The acceleration is preferably changed by addition of forces required for vehicle movement. It can be conveniently defined two types of forces, namely a force for course monitoring and a force for evasive maneuvers. A calculation of the acceleration and / or the forces can be done quickly, so that a sufficiently high dynamics is possible.
Günstige Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung sind der Beschreibung sowie den weiteren Ansprüchen zu entnehmen.Favorable embodiments and advantages of the invention are described in the description and the other claims.
Wird eine Abstoßungskraft in der Art eines Gravitationspotentials abgeleitet, die notwendig ist , um einen Kontakt des Fahrzeugs mit dem Objekt zu vermeiden, steht eine einfache Formel für eine entsprechende Modellierung zur Verfügung. Unter dem Begriff „in der Art eines Gravitationspotentials" ist zu verstehen, dass die Kraft umso größer ist , j e näher das Fahrzeug dem beobachtungsrelevanten Obj ekt kommt . In diesem Falle ist die Kraft die Abstoßungskraft zwischen Fahrzeug und Objekt .If a repulsive force in the manner of a gravitational potential is derived, which is necessary to avoid contact of the vehicle with the object, a simple formula for a corresponding modeling is available. The term "in the manner of a gravitational potential" is to be understood as meaning that the closer the vehicle comes to the observation-relevant object, the greater the force Trap is the force the repulsive force between vehicle and object.
Vorzugsweise wird zwischen dem Fahrzeug und wenigstens einem Fahrtziel eine Anziehungskraft modelliert , die das Fahrzeug zu dem Fahrtziel scheinbar beschleunigt . Dies wird im Modell erkennbar, indem das Fahrzeug sich auf das Fahrtziel zubewegt .Preferably, an attractive force is modeled between the vehicle and at least one destination that apparently accelerates the vehicle to the destination. This can be seen in the model by the vehicle moving towards the destination.
Eine zuverlässige Einhaltung von Sicherheitsstandards ist möglich, wenn für ein dynamisches, in einer Bewegungsrichtung bewegliches Objekt ein minimaler Sicherheitsabstand definiert wird. Dabei können zwei Objekttypen, nämlich dynamische Obj ekte sowie statische Objekte unterschieden werden. Als dynamische Objekte werden Fußgänger und andere Fahrzeuge klassifiziert . Ihre Positionen werden erfasst . Zweckmäßig ist eine Erfassung der dynamischen Objekte durch Kamera- und/oder Radar- und/oder Lidar-Sensoren. Statische Objekte werden vorteilhaft mittels einer Kamera, die auch GPS-unterstützt sein kann, erfasst . Zweckmäßigerweise werden die Obj ekte dem Verfahren bzw. dem System in Form einer Auflistung zur Verfügung gestellt , so dass zur Erfassung grundsätzlich auch andere jeweils geeignete Methoden möglich sind. Falls verschiedene Funktionen derartige Daten benötigen, von denen nur einige erfasst werden, können diej enigen Funktionen abgeschaltet werden, für die keine Daten verfügbar sind. Statt einer Auflistung der erfassten bzw. entdeckten Objekte kann auch eine Karte mit den Eigenschaften der erfassten, beobachtungsrelevanten Objekte dargestellt werden.Reliable compliance with safety standards is possible if a minimum safety distance is defined for a dynamic object moving in one direction of movement. There are two types of objects, namely dynamic objects and static objects. As dynamic objects, pedestrians and other vehicles are classified. Your positions are recorded. It is expedient to detect the dynamic objects by means of camera and / or radar and / or lidar sensors. Static objects are advantageously detected by means of a camera, which may also be GPS-supported. The objects are expediently made available to the method or the system in the form of a listing, so that, in principle, other respectively suitable methods are also possible for recording. If various functions require such data, of which only a few are detected, then those functions may be disabled for which no data is available. Instead of a listing of the detected or discovered objects, a map with the properties of the acquired, observation-relevant objects can also be displayed.
Sind Geschwindigkeit und Richtung eines dynamischen Objekts bekannt, kann optional eine Berechnung der Beschleunigung • und/oder der Kräfte verfeinert werden, was eine Berechnung unter Berücksichtigung möglicher zeitlicher Veränderungen er- laubt . Als statische Objekte werden solche Objekte angesehen, die einen Streckenverlauf definieren, wie etwa Markierungslinien, Markierungseinrichtungen, Verkehrsschilder und dergleichen . Besonders bevorzugte Eigenschaften sind dabei Breite und Position im Verhältnis zum Fahrzeug. Optional können vorteilhaft weitere Eigenschaften wie Anzahl der Fahrspuren, deren Anordnung sowie ein Kurvenverlauf sein.If the velocity and direction of a dynamic object are known, an optional calculation of the acceleration and / or the forces can be refined, which results in a calculation taking into account possible temporal changes. allows. Static objects are considered to be objects which define a route, such as marking lines, marking devices, traffic signs and the like. Particularly preferred properties are width and position relative to the vehicle. Optionally, further properties such as the number of lanes, their arrangement and a curve can be advantageous.
Bei dynamischen Objekten wird zwischen Fußgängern und Fahrzeugen unterschieden. Fußgängern wird eine kreisförmige Sicherheitszone mit entsprechendem Sicherheitsabstand zugewiesen. Im Gegensatz dazu weisen Fahrzeuge eine komplexere Sicherheitszone in Form eines Rechtecks auf . Unabhängig davon, was geschieht , ist immer ein Sicherheitsabstand definiert .For dynamic objects, a distinction is made between pedestrians and vehicles. Pedestrians are assigned a circular safety zone with appropriate safety distance. In contrast, vehicles have a more complex safety zone in the form of a rectangle. Regardless of what happens, a safety margin is always defined.
Ist die Ausrichtung des erfassten Fahrzeugs bekannt , kann der Sicherheitsabstand optimiert werden, indem der Sicherheitsabstand von dynamischen Objekten situationsabhängig angepasst wird. Bei parallelen Fahrzeugen kann ein seitlicher Sicherheitsabstand minimiert werden. Dadurch können sich Fahrzeuge überholen. Sofern die Geschwindigkeit eines vorausfahrenden Fahrzeugs bekannt ist , kann der Sicherheitsabstand geschwin- digkeitsabhängig eingestellt werden. Sonst kann ein Mindest- abstand vorgegeben werden. Droht ein seitlicher oder Frontal- aufprall , können die Sicherheitsabstände situationsangepasst größer gewählt werden.If the orientation of the detected vehicle is known, the safety distance can be optimized by adjusting the safety distance of dynamic objects as required by the situation. In parallel vehicles, a lateral safety distance can be minimized. This allows vehicles to overtake. If the speed of a preceding vehicle is known, the safety distance can be set as a function of the speed. Otherwise, a minimum distance can be specified. If a lateral or frontal impact threatens, the safety distances can be chosen to be larger depending on the situation.
Der Sicherheitsabstand kann abhängig von einem Winkel zwischen dem Fahrzeug und der Bewegungsrichtung des Objekts eingestellt werden. Ist der Winkel zwischen den Fahrzeugen bekannt oder definiert, kann ein, vorzugsweise winke1abhängi- ger, Korrekturfaktor für die Abstoßungskraft zwischen eigenem Fahrzeug und dem das Objekt bildende erfasste Fahrzeug eingestellt werden. Ist eine Ausrichtung des erfassten Fahrzeugs bekannt , kann eine Überholseite, beispielsweise links, erzwungen werden.The safety distance may be adjusted depending on an angle between the vehicle and the direction of movement of the object. If the angle between the vehicles is known or defined, a correction factor for the repulsive force between the own vehicle and the detected vehicle forming the object can be set, preferably angle-dependent. Is an orientation of the detected vehicle As is known, an overtaking page, for example on the left, can be forced.
In einer Weiterbildung kann eine Anziehungskraft zur Kursüberwachung bestimmt werden. Dies ist dann vorteilhaft, wenn lediglich davor gewarnt werden muss, dass das eigene Fahrzeug von der Fahrbahn abkommen könnte . Zweckmäßigerweise kann die Fahrbahn als Potentialtopf modelliert werden, in dem sich das Fahrzeug bewegt , wobei eine Abstoßungskraft auf das Fahrzeug sich bei Annäherung an einen Fahrbahnrand progressiv erhöht . Die Ränder der Fahrbahn können als Hindernisse bewertet werden, denen auszuweichen ist .In a further development, an attraction for course monitoring can be determined. This is advantageous if only has to be warned that the own vehicle could get off the road. Conveniently, the roadway may be modeled as a potential well in which the vehicle is moving, with a repulsive force on the vehicle progressively increasing as it approaches a lane edge. The edges of the road can be judged as obstacles to avoid.
Bevorzugt wird bei einem Überholmanöver der Potentialtopf auf der Überholseite aufgehoben. Das Fahrzeug wird dann durch die andere Seite der Route verschoben und nicht durch den Rand des Streckenverlaufs behindert .In an overtaking maneuver, the potential well on the overtaking side is preferably canceled. The vehicle is then moved through the other side of the route and not obstructed by the edge of the route.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung werden durch die Abstoßungskraft des Potentialtopfs verursachte Schwingungen durch einen nach geschalteten Regler kompensiert . Alternativ können durch die Abstoßungskraft des Potentialtopfs verursachte Schwingungen eliminiert werden, indem ein Fahrtziel in die Mitte einer Fahrspur gelegt wird, welches das Fahrzeug anzieht und verhindert, dass es sich wieder zurück an den Rand des Potentialtopfs verschiebt .In an advantageous embodiment, vibrations caused by the repulsive force of the potential well are compensated by a regulator connected downstream. Alternatively, vibrations caused by the repulsive force of the potential well can be eliminated by placing a travel target in the center of a lane that attracts the vehicle and prevents it from shifting back to the edge of the potential well.
Das erfindungsgemäße System sieht vor, dass abhängig vom jeweiligen Objekt und von der Entfernung zwischen Fahrzeug und Objekt eine regulierende Beschleunigung bestimmbar ist, die von einer Abstoßungskraft abhängig ist . Die Beschleunigung kann zu einer Geschwindigkeitszunahme oder zu einer Geschwin- digkeitsabnahme führen. Vorzugsweise weist das System eine wahlweise automatische oder halbautomatische Bedienungsein- richtung auf . Im halbautomatischen Betrieb wirkt dieses wie ein Assistenzsystem, bei dem der Fahrer die Gesamtkontrolle über das Fahrzeug innehat . Das System ändert nicht die Fahreranforderungen, sofern keine Gefahr vorliegt . Sobald eine Gefahr vorliegt, kann zunächst eine Warnung ausgegeben werden und dann eingegriffen werden, um beispielsweise eine Notbremsung einzuleiten. Befindet sich das Fahrzeug auf einer Straße und kommt dem Straßenrand ohne Grund bei höherer Geschwindigkeit gefährlich nahe, wird der Fahrer gewarnt und das Lenkrad dann in der einen Richtung so blockiert, dass das Fahrzeug nicht von der Fahrbahn abkommen kann und anschließend zur Fahrbahnmitte bzw. zur Fahrspurmitte gelenkt werden kann. Beim automatischen Betrieb übernimmt das System die Kontrolle über das Fahrzeug.The system according to the invention provides that, depending on the respective object and on the distance between the vehicle and the object, a regulating acceleration which is dependent on a repulsive force can be determined. The acceleration may lead to an increase in speed or to a decrease in speed. Preferably, the system has an optional automatic or semi-automatic operator input. direction. In semi-automatic operation, this acts as an assistance system in which the driver has overall control of the vehicle. The system does not change the driver requirements unless there is a risk. As soon as there is a danger, a warning can first be issued and then intervened in order, for example, to initiate emergency braking. If the vehicle is on a road and comes close to the roadside without reason at higher speed dangerously, the driver is warned and the steering wheel then blocked in one direction so that the vehicle can not get off the road and then to the center of the road or Lane center can be steered. During automatic operation, the system takes control of the vehicle.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von in der Zeichnung beschriebenen Ausführungsbeispielen näher erläutert . Die Zeichnung, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination, die der Fachmann zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen wird.In the following the invention will be explained in more detail with reference to embodiments described in the drawing. The drawing, the description and the claims contain numerous features in combination, which the person skilled in the art expediently also individually consider and summarize meaningful further combinations.
Dabei zeigen:Showing:
Fig. 1 einen Streckenverlauf mit einem Fahrzeug und einem erfassten dynamischen Obj ekt,1 shows a route with a vehicle and a detected dynamic object,
Fig. 2 eine Ansicht einer Bedienoberfläche eines bevorzugten Systems,2 is a view of a user interface of a preferred system,
Fig . 3 a, b, c; ein Fahrzeug und erfasste Objekte mit kreisförmiger Sicherheitszone (a) , mit komplexerer Sicherheitszone bei Parallelfahrt (b) und bei Kollisionsgefahr (σ) ,Fig. 3 a, b, c; a vehicle and registered objects with a circular safety zone (a), with a more complex safety zone during parallel movement (b) and when there is a risk of collision (σ),
Fig. 4 ein Weg eines Fahrzeugs zwischen Startpunkt und4 shows a path of a vehicle between starting point and
Fahrtziel mit dazwischen angeordneten Objekten undDestination with interposed objects and
Fig. 5 a, b; ein Fahrbahnverlauf als Draufsicht (a) und als Potentialtopf dargestellt (b) . Aus Figur 1 ist eine Darstellung eines Steckenverlaufs einer Fahrbahn 14 mit einem darin befindlichen Fahrzeug 10 und einem dynamischen, beobachtungsrelevanten Objekt 12 ersichtlich. Das Fahrzeug 10 bewegt sich in einer Richtung 11, während das Objekt 12 sich quer dazu in einer Richtung 13 bewegt .' Das Obj ekt 12 könnte ein Fußgänger sein, der die Fahrbahn 14 überquert , oder ein anderes Fahrzeug, welches in die Fahrbahn 14 einfährt . Die Position des Obj ekts 12 wird von geeigneten, nicht dargestellten Erkennungsmitteln, wie Videokamera, Radar- und/oder Lidar-Sensoren im Fahrzeug 10 er- fasst . Auch die Art des Objekts 12 wird erfasst und bewertet , ob es sich um ein dynamisches oder statisches Obj ekt und ein Fahrzeug oder einen Fußgänger handelt . Dies kann zweckmäßigerweise mittels Bildverarbeitung erfolgen. Modellhaft wird angenommen, dass sich das Fahrzeug 10 aufgrund einer Anziehungskraft auf ein nicht näher dargestelltes Fahrtziel zu bewegt und aufgrund einer Abstoßungskraft vom Obj ekt 12 fernhält . Dabei bewegt sich das Fahrzeug 10 so in einem Modell- Potentialfeld, dass sich die notwendigen Bewegungen des Fahrzeugs 10 leicht berechnen lassen.Fig. 5 a, b; a road course as a plan view (a) and shown as potential well (b). FIG. 1 shows a representation of a route of a track 14 with a vehicle 10 located therein and a dynamic, observation-relevant object 12. The vehicle 10 moves in a direction 11 while the object 12 moves transversely thereto in a direction 13. 'The Obj ect 12 could be a pedestrian crossing the road 14 or another vehicle which enters the roadway fourteenth The position of obj ect 12 is detected by suitable, not shown detection means, such as video camera, radar and / or lidar sensors in the vehicle 10. The type of object 12 is also detected and evaluated, whether it is a dynamic or static object and a vehicle or a pedestrian. This can conveniently be done by means of image processing. By way of example, it is assumed that the vehicle 10 moves due to an attraction force on a non-illustrated destination and due to a repulsive force of Obj ect 12 keeps away. In this case, the vehicle 10 moves in a model potential field so that the necessary movements of the vehicle 10 can be easily calculated.
Figur 2 illustriert ein Schema eines bevorzugten Systems, mit dem das erfindungsgemäße Verfahren durchgeführt werden kann. Das System kann sowohl halbautomatisch als Assistent als auch vollautomatisch für ein Gesamtmanagement des Fahrzeugs eingesetzt werden.FIG. 2 illustrates a scheme of a preferred system with which the method according to the invention can be carried out. The system can be used semi-automatically as an assistant as well as fully automatically for the overall management of the vehicle.
Soll das System halbautomatisch eingesetzt werden, wird der Modus 30 für die manuelle Bedienung („manual ") betätigt . Diese umfasst die Modii 31 („disable") und 32 („emergency bra- ke") . Im halbautomatischen Betrieb hat der Fahrer die Gesamtkontrolle über sein Fahrzeug . Das Steuerungssystem verändert nicht die Fahreranforderungen, sofern keine Gefahr vorliegt . Sobald eine Gefahr auftritt, die entsprechend erkannt und bewertet wird, hat das System zunächst die Möglichkeit einer akustischen und/oder optischen und/oder haptischen Warnung und kann dann eingreifen, um eine Notbremsung einzuleiten (Modus 32) . Wenn sich das Fahrzeug auf einer Straße befindet und dem Fahrbahnrand übermäßig gefährlich nahe kommt, wird der Fahrer gewarnt und das Lenkrad dann in der einen Richtung blockiert , so dass das Fahrzeug nicht von der Straße abkommen kann und anschließend in Richtung Fahrbahnmittel gelenkt wird.If the system is to be used semi-automatically, the mode 30 is operated for manual operation, which includes Modii 31 (disable) and 32 (emergency brake) Overall control of his vehicle not the driver requirements, if there is no danger. As soon as a hazard occurs that is appropriately detected and evaluated, the system first has the option of an audible and / or visual and / or haptic warning and can then intervene to initiate emergency braking (mode 32). If the vehicle is on a road and comes excessively dangerously close to the lane, the driver is warned and the steering wheel is then blocked in one direction, so that the vehicle can not get off the road and then steered towards the lane means.
Wenn das System vollautomatisch entsprechend des Modus 40 (,,enablew) eingesetzt wird, hat der Fahrer nicht mehr die Kontrolle über sein Fahrzeug. Er kann hier nur noch das anzufahrende Ziel eingeben, und das System übernimmt an seiner Stelle die Aufgabe . Das Ziel kann beispielsweise durch eine Information definiert werden, die von einem Telematiksystem oder auf irgendeine andere geeignete Weise bereitgestellt wird. Es gibt dabei zwei unterschiedliche Möglichkeiten.When the system is fully automatic according to mode 40 (enable w ), the driver is no longer in control of his vehicle. He can only enter the destination to be approached, and the system takes over the task in his place. The destination may be defined, for example, by information provided by a telematics system or in any other suitable manner. There are two different options.
Wenn der Straßenverlauf nicht definiert ist, wird der Modus 41 („off road") angegeben. Das System muss hierbei das Umfahren von Hindernissen, d.h. erfassten Objekten, steuern. Dies erfolgt vorzugsweise so, dass das Fahrzeug möglichst wenig bewegt wird, einerseits aus Stabilitätsgründen und andererseits um zu verhindern, dass man von einer vorhandenen Route abkommt , die nicht definiert ist .If the road is not defined, the mode is 41 ("off road") .The system must control the avoidance of obstacles, ie detected objects, preferably in such a way that the vehicle is moved as little as possible, on the one hand for reasons of stability and on the other hand to prevent one from departing from an existing route that is undefined.
Bei einem definierten Straßenverlauf (Modul 42 , „on road") ist die Steuerung etwas komplizierter, um das Fahrzeug in der Straßenmitte bzw. der Fahrbahnmitte zu halten. Dies wird mit Modul 43 („lane following") bewirkt . Das System kann hier entweder nur die seitliche Steuerung zur Kursüberwachung ü- bernehmen oder sich außerdem auch um das Umfahren von Hindernissen kümmern. Im ersten Modus 43 handelt es sich um ein KomfortSystem, bei dem der Fahrer bei Problemen noch selbst bremsen muss . Im zweiten Fall (Modus 44) steuert das System auch die Längsdynamik des Fahrzeugs und bremst bei Bedarf (Modus 45 , „way keeping") . Wenn nicht genug Platz zum Bremsen vorhanden ist und die Fahrspur gewechselt werden kann, schaltet das System automatisch in einen Notmodus 46 („way changing") und wechselt die Fahrspur, um mehr Platz zur Verfügugn zu haben.For a defined road layout (module 42, "on road"), the control is somewhat more complicated to keep the vehicle in the middle of the road or the middle of the lane, as is the case with module 43 ("lane following"). The system can either only use the lateral control for course monitoring. or take care of avoiding obstacles. The first mode 43 is a comfort system in which the driver still has to brake himself in case of problems. In the second case (mode 44), the system also controls the longitudinal dynamics of the vehicle and brakes when needed (mode 45, "way keeping"). If there is not enough space to brake and the lane can be changed, the system automatically switches to one Emergency mode 46 ("way changing") and changes the lane to have more space available.
In allen Fällen geht es darum, eine regulierende Beschleunigung γ zu bestimmen. Diese Beschleunigung γ hängt nach der folgenden Grundgleichung von einem einzigen Faktor ab, nämlich der Kraft F , die bekannt ist :In all cases it is a matter of determining a regulating acceleration γ. This acceleration γ depends on the following basic equation of a single factor, namely the force F, which is known:
mm
wobei m die Masse des Fahrzeugs ist .where m is the mass of the vehicle.
Es wird erfindungsgemäß eine Abstoßungskraft F^ abhängig vom j eweiligen erfassten Obj ekt und insbesondere von der Entfernung d zum eigenen Fahrzeug definiert, wobei der Index i für j eweils ein Objekt steht :According to the invention, a repulsive force F 1 is defined as a function of the respective detected object and in particular of the distance d to the own vehicle, the index i being an object in each case:
Figure imgf000011_0001
Figure imgf000011_0001
Diese Kraft F^ (d) variiert somit auf folgende Weise :This force F ^ (d) thus varies in the following way:
F = A — Iß , dn das heißt, F ist gleich dem Minimum von A / dn oder B, wobei A, B (zulässiges Maximum) und n Funktionen darstellen, die von der Art des Objekts und seinen Eigenschaften abhängig sind. Je näher ein Objekt am Fahrzeug ist, desto höher ist die Kraft F^ (d) , um das Fahrzeug zu bremsen und es von seinem Kurs abzulenken.F = A - Iβ, d n that is, F equals the minimum of A / d n or B, where A, B (allowable maximum) and n represent functions that depend on the nature of the object and its properties. The closer an object is to the vehicle, the higher the force F ^ (d) is to brake the vehicle and distract it from its course.
Weiterhin kann eine Anziehungskraft bestimmt werden, die durch das Fahrtziel definiert ist, auf das sich das Fahrzeug zu bewegt . Außerdem kann eine Kraft zur Kursüberwachung definiert werden. Diese Kräfte sind nicht immer alle notwendig, je nachdem, welche Funktionalität genutzt werden soll . Ihre Berechnung kann daher bei Bedarf gestoppt oder durchgeführt werden.Furthermore, an attraction force defined by the travel destination to which the vehicle is moving may be determined. In addition, a power for course monitoring can be defined. These forces are not always necessary, depending on which functionality is to be used. Their calculation can therefore be stopped or carried out if necessary.
Das Fahrtziel zieht das Fahrzeug an, so dass es sich darauf zu bewegt . Um zu verhindern, dass die Anziehungskraft analog zur obigen Gleichung in dem Maße ansteigt, in dem sich das Fahrzeug seinem Fahrtziel nähert , wird für jede derartige Berechnung ein fiktives Ziel errechnet, so dass sich eine Richtung parallel zum Streckenverlauf sowie eine Entfernung ergibt , mit der gerade die Kräfte kompensiert werden können, die durch den Kontakt zur Straße entstehen.The destination attracts the vehicle so that it moves toward it. In order to prevent the force of attraction from increasing as the vehicle approaches its destination, analogous to the above equation, a fictitious target is calculated for each such calculation, giving a direction parallel to the route and a distance at which the vehicle is traveling it is just the forces that can be compensated for by contact with the road.
Es besteht ein grundlegender Unterschied zwischen solchen dynamischen Obj ekten, die Fußgänger darstellen und solchen, die Fahrzeuge darstellen. Dies ist in den Figuren 3a-3c skizziert . Eine Abstoßungskraft 21 ist durch einen Pfeil am Fahrzeug 10 symbolisiert . Ein Fußgänger muss eine kreisförmige Sicherheitszone mit einem Sicherheitsabstand 20 um sich haben. Ein günstiger Sicherheitsabstand beträgt mindestens 1 m (Figur 3a) . Das Fahrzeug 10 bewegt sich, um eine Objektberührung zu vermeiden, vom Objekt 12 weg, was durch eine strich- lierte Linie angedeutet ist . Im Gegensatz dazu ist die Si- cherheitszone mit einem Sicherheitsabstand 20 für Fahrzeuge komplexer. Die Sicherheitszone ist rechteckig ausgebildet (Figur 3b, 3c) . Bewegen sich das eigene Fahrzeug 10 und das als Fahrzeug ausgebildete Objekt 12 parallel zueinander, ist der erforderliche seitliche Sicherheitsabstand 20 minimal . Dadurch können sich Fahrzeug 10 und Objekt 12 überholen (Figur 3b) . Der Abstand zu einem vorausfahrenden als Fahrzeug ausgebildeten Obj ekt 12 und dem eigenen Fahrzeug 10 hängt hingegen von der Geschwindigkeit des Objekts 12 ab, sofern diese bekannt ist , andernfalls kann ein fester Wert , vorzugsweise einige Meter, insbesondere 5 m festgelegt werden. Damit können gesetzlich vorgeschriebene Sicherheitsabstände sicher eingehalten werden. Wenn jedoch bei den Fahrzeugen 10 , 12 ein seitlicher oder Frontalaufprall möglich ist (Figur 3c) , müssen die Sicherheitsabstände 20 größer werden und vorzugsweise mindestens 3 m betragen. Es kann ein Korrekturfaktor für die Abstoßungskraft definiert werden, der von einem Winkel zwischen den Fahrzeugen 10 , 12 abhängig ist , sofern ein solcher Winkel definiert ist .There is a fundamental difference between such dynamic objects that represent pedestrians and vehicles that represent vehicles. This is outlined in FIGS. 3a-3c. A repulsive force 21 is symbolized by an arrow on the vehicle 10. A pedestrian must have a circular safety zone with a safety distance of 20 around. A favorable safety distance is at least 1 m (FIG. 3a). The vehicle 10 moves away from the object 12 in order to avoid object contact, which is indicated by a dashed line. In contrast, the Si safety zone with a safety margin of 20 for vehicles more complex. The security zone is rectangular (Figures 3b, 3c). If the own vehicle 10 and the vehicle-trained object 12 move in parallel, the required lateral safety distance 20 is minimal. As a result, vehicle 10 and object 12 can overtake each other (FIG. 3b). On the other hand, the distance to a preceding vehicle 12 formed as a vehicle and the own vehicle 10 depends on the speed of the object 12, if this is known, otherwise a fixed value, preferably a few meters, in particular 5 m can be set. Thus legally prescribed safety distances can be safely adhered to. However, if a lateral or frontal impact is possible in the vehicles 10, 12 (Figure 3c), the safety distances 20 must be larger and preferably at least 3 m. A repulsive force correction factor may be defined which depends on an angle between the vehicles 10, 12, if such an angle is defined.
Wie aus Figur 4 ersichtlich, können lokale Potentialminima auftreten, wenn sich ein Obj ekt 12 gänzlich zwischen dem Fahrzeug 10 und dem Fahrtziel 26 befindet . In diesem Fall wird das Potential des Objekts 12 bzw. mehrerer solcher Objekte 12a, 12b, 12c, 12d, 12e, die sich zwischen einem Startpunkt 25 und dem Fahrtziel 26 befinden, soweit verschoben, dass es das Fahrzeug 10 auf seinem Weg 27 zwischen Startpunkt 25 und Fahrziel 26 in eine bestimmte Richtung schiebt . Ist die Ausrichtung des Objekts 12 bekannt , kann eine Überholseite erzwungen werden. Die Seite wird so gewählt dass das als Fahrzeug ausgebildete Objekt 12 links überholt wird. Das System kann für eine Verwendung im angelsächsischen Raum so abgeändert werden, dass das Obj ekt 12 rechts überholt werden kann. Soll lediglich, bevorzugt bei einer Kursüberwachung, davor gewarnt werden, dass ein Fahrzeug 10 von seiner Fahrbahn 14 abkommt, können Ränder der Fahrbahn 14 als Hindernisse bildende Objekte 14a, 14b angesehen werden, denen auszuweichen ist . Diese Objekte 14a, 14b verschieben demnach das Fahrzeug 10 zurück auf die Fahrbahn 14 in Richtung Fahrbahnmitte .As can be seen from FIG. 4, local potential minima may occur when an object 12 is located entirely between the vehicle 10 and the destination 26. In this case, the potential of the object 12 or a plurality of such objects 12a, 12b, 12c, 12d, 12e, which are located between a starting point 25 and the destination 26, shifted so far that it is the vehicle 10 on its way 27 between starting point 25 and destination 26 pushes in a particular direction. If the orientation of the object 12 is known, an overtaking page can be forced. The page is chosen so that the designed as a vehicle object 12 is overtaken left. The system can be modified for use in the Anglo-Saxon area so that object 12 can be overtaken on the right. If only, preferably during a course monitoring, it is to be warned that a vehicle 10 is leaving its roadway 14, edges of the roadway 14 can be regarded as obstacles forming objects 14a, 14b, which are to be avoided. These objects 14a, 14b accordingly move the vehicle 10 back onto the roadway 14 in the direction of the center of the roadway.
Soll das Fahrzeug 10 zur Fahrbahnmitte eingeregelt werden, ist es zweckmäßig, die Fahrbahn 14 als Potentialtopf 18 anzusehen, wie in den Figuren 5a, 5b skizziert ist .If the vehicle 10 is to be adjusted to the center of the road, it is expedient to view the roadway 14 as a potential well 18, as is outlined in FIGS. 5a, 5b.
Die als Fahrbahnränder ausgebildeten statischen Objekte 14a, 14b werden als Flanken 17 , 18 des Potentialtopfs dargestellt ; die Breite 15 der Fahrbahn 14 entspricht der Breite 15 des Potentialtopfs . In der Mitte des Potentialtopfs 16 ist die Kraft gleich Null . Durch eine progressive Steigerung der Abstoßungskraft der Flanken 17, 18 bei Annäherung wird das Fahrzeug 10 langsam nach innen zum Potentialminimum geschoben.The static objects 14a, 14b designed as roadway edges are represented as flanks 17, 18 of the potential well; the width 15 of the roadway 14 corresponds to the width 15 of the potential well. In the middle of the potential well 16, the force is zero. By a progressive increase of the repulsive force of the flanks 17, 18 when approaching the vehicle 10 is slowly pushed inwards to the potential minimum.
Wenn das Fahrzeug 10 seine Spur wechseln muss , wird der Potentialtopf 16 auf der entsprechenden Seite aufgehoben. Das Fahrzeug 10 wird dann durch die andere Seite der Route, also etwa einen gegenüberliegenden Fahrbahnrand auf der Seite des Gegenverkehrs verschoben und nicht durch den Rand 14a oder 14b behindert . Zweckmäßigerweise wird ein günstiger Radius für ein Ausscheren und ein Einscheren des Fahrzeugs 10 vorgegeben.When the vehicle 10 has to change lane, the potential well 16 on the corresponding side is canceled. The vehicle 10 is then displaced by the other side of the route, that is about an opposite roadside on the side of the oncoming traffic and not obstructed by the edge 14 a or 14 b. Appropriately, a favorable radius for a Ausscheren and a shearing of the vehicle 10 is specified.
Ein durch den Potentialtopf 16 verursachter Schwingungseffekt des Fahrzeugs 10 von einer Flanke 17 , 18 des Potentialtopfs 16 zur anderen kann durch einen nachfolgend angeordneten Regler verhindert werden, der eine Kompensation der Schwingungen ermöglicht . Eine alternative Methode besteht darin, ein künstliches Fahrtziel in der Mitte der die Fahrspur 14c bildenden Fahrbahn 14 zu verwenden, welches das Fahrzeug 10 anzieht und verhindert, dass es sich wieder zum Fahrbahnrand zurück verschiebt . A caused by the potential well 16 vibration effect of the vehicle 10 from one edge 17, 18 of the potential well 16 to the other can be prevented by a subsequently arranged controller, which compensates the vibrations allows. An alternative approach is to use an artificial ride target in the middle of the lane 14c forming the lane 14c, which will attract the vehicle 10 and prevent it from shifting back to the lane edge.

Claims

Patentansprüche claims
1. Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugs (10) mit Erkennungsmitteln zum Erkennen von beobachtungsrelevanten Objekten (12 , 12a...12e) in der Umgebung des Fahrzeugs (10) , wobei bedarfsweise in einen Lenkbetrieb des Fahrzeugs (10) eingegriffen werden kann, dadurch gekennzeichnet, dass abhängig vom j eweiligen Objekt (12 , 12a ...12e, 14a, 14b) und von einer Entfernung zwischen Fahrzeug (10) und Obj ekt (12 , 12a ...12e, 14a, 14b) eine regulierende Beschleunigung ( γ ) bestimmt wird, die von einer modellierten Abstoßungskraft zwischen Fahrzeug (10) und Objekt (12 , 12a...12e, 14a, 14b) abhängig ist .1. A method for operating a vehicle (10) with detection means for detecting observation-relevant objects (12, 12a ... 12e) in the environment of the vehicle (10), which can if necessary be intervened in a steering operation of the vehicle (10) in that, depending on the respective object (12, 12a ... 12e, 14a, 14b) and on a distance between vehicle (10) and object (12, 12a ... 12e, 14a, 14b), a regulating acceleration ( γ) depending on a modeled repulsive force between the vehicle (10) and the object (12, 12a ... 12e, 14a, 14b).
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstoßungskraft in der Art eines Gravitationspotentials abgeleitet wird, die notwendig ist , um einen Kontakt des Fahrzeugs (10) mit dem Objekt (12 , 12a ...12e, 14a, 14b) zu vermeiden.A method according to claim 1, characterized in that the repulsive force is derived in the manner of a gravitational potential necessary to allow contact of the vehicle (10) with the object (12, 12a ... 12e, 14a, 14b) avoid.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 , dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Fahrzeug (10) und wenigstens einem Fahrtziel (26) eine Anziehungskraft modelliert wird, die das Fahrzeug (10) zu dem Fahrtziel (26) scheinbar beschleunigt .3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that between the vehicle (10) and at least one destination (26) an attractive force is modeled, the apparently accelerates the vehicle (10) to the destination (26).
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für ein dynamisches , in einer Bewegungsrichtung bewegliches Objekt (12 , 12a ...12e) ein minimaler Sicherheitsabstand (20) definiert wird.4. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that for a dynamic, in a direction of movement movable object (12, 12a ... 12e), a minimum safety distance (20) is defined.
5. Verfahren nach Anspruch 4 , dadurch gekennzeichnet, dass der Sicherheitsabstand (20) situationsabhängig ange- passt wird.5. The method according to claim 4, characterized in that the safety distance (20) is adjusted depending on the situation.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sicherheitsabstand (20) abhängig von einem Winkel zwischen dem Fahrzeug (10) und der Bewegungsrichtung des Obj ekts (12 , 12a ...12e) eingestellt wird.6. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the safety distance (20) depending on an angle between the vehicle (10) and the direction of movement of the obj ects (12, 12a ... 12e) is set.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Anziehungskraft zur Kursüberwachung bestimmt wird.7. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that an attraction for course monitoring is determined.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Fahrbahn (14) mit Fahrbahnrändern (14a, 14b) als Potentialtopf (16) modelliert wird, in dem sich das Fahrzeug (10) bewegt, wobei eine Abstoßungskraft auf das Fahrzeug (10) sich bei Annäherung an einen Fahrbahnrand (14a, 14b) progressiv erhöht . 8. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that a roadway (14) with roadway edges (14a, 14b) as a potential well (16) is modeled in which the vehicle (10) moves, wherein a repulsive force on the vehicle ( 10) progressively increases as it approaches a lane edge (14a, 14b).
9. Verfahren nach Anspruch 8 , dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Überholmanöver der Potentialtopf (16) auf der Überholseite aufgehoben wird.9. The method according to claim 8, characterized in that in an overtaking maneuver of the potential well (16) is canceled on the passing side.
10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9 , dadurch gekennzeichnet, dass durch die Abstoßungskraft des Potentialtopfs (16) verursachte Schwingungen durch einen nach geschalteten Regler kompensiert werden.10. The method according to claim 8 or 9, characterized in that by the repulsive force of the potential well (16) caused vibrations are compensated by a downstream regulator.
11. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Abstoßungskraft des Potentialtopfs (16) verursachte Schwingungen eliminiert werden, indem ein Fahrtziel (26) in die Mitte einer Fahrspur (14c) gelegt wird.11. The method according to claim 8 or 9, characterized in that by the repulsive force of the potential well (16) caused vibrations are eliminated by a destination (26) in the middle of a lane (14 c) is placed.
12. System zum Betreiben eines Fahrzeugs (10) mit Erkennungsmitteln zum Erkennen von beobachtungsrelevanten Objekten12. System for operating a vehicle (10) with recognition means for recognizing observation-relevant objects
(12 , 12a ...12e) in der Umgebung des Fahrzeugs (10) , wobei bedarfsweise in einen Lenkbetrieb des Fahrzeugs (10) ein- greifbar ist, dadurch gekennzeichnet , dass abhängig vom jeweiligen Objekt (12 , 12a...12e, 14a, 14b) und von der Entfernung zwischen Fahrzeug (10) und Objekt (12 , 12a...12e, 14a, 14b) eine regulierende Beschleunigung ( γ ) bestimmbar ist , die von einer Abstoßungskraft abhängig ist .(12, 12a ... 12e) in the vicinity of the vehicle (10), wherein, if necessary, in a steering operation of the vehicle (10) is tangible, characterized in that depending on the respective object (12, 12a ... 12e, 14a, 14b) and from the distance between the vehicle (10) and object (12, 12a ... 12e, 14a, 14b) a regulatory acceleration (γ) is determined, which is dependent on a repulsive force.
13. System nach Anspruch 12 , gekennzeichnet durch eine wahlweise automatische oder halbautomatische Bedienungseinrichtung . 13. System according to claim 12, characterized by an optional automatic or semi-automatic operating device.
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